Fundicao- o que e e como funciona

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Fundição
O que é? Fundição é o processo de fabricação de peças metálicas no qual se preenche
com metal líquido a cavidade de um molde, com medidas e formato equivalentes aos da
peça a ser produzida.
Esse é um dos processos mais versáteis e antigos, especialmente quando se considera
os variados formatos e tamanhos de peças que se pode produzir através dele.
História do Processo de Fundição
A fundição já é utilizada pelo homem há mais de 6.000 anos, e iniciou-se com metais de baixo
ponto de fusão (bronze e cobre) e depois com o ferro.
Em fornos rudimentares de cerâmicas e pedras, minérios de metais eram fundidos para
produção de adornos e armas.
O processo foi evoluindo aos poucos, e na Idade Média a fundição ganhou grande
importância, especialmente para fins militares.
Na época era utilizada a “forja catalã”, desenvolvida na Península Ibérica, que era
basicamente uma lareira industrial.
Uma massa pastosa era obtida com um tipo grosseiro de ferro fundido pela redução direta do
minério. Solidificado, se tornava quebradiço e frágil, demandando que os artefatos fossem
grossos e pesados.
Por volta de 1.450 deu inicio a obtenção intermediária do ferro gusa, com o uso de
temperaturas mais altas e absorção de maior quantidade de carbono.
Através do melhorado desempenho mecânico do material, tornou-se possível a fabricação de
armas de fogo (canhões, baionetas, etc.).
O grande desenvolvimento do processo foi estimulado pela revolução industrial inglesa, que
incluiu o coque (derivado do carvão mineral) como substituição do carvão vegetal, a
mecanização do processo e fornos elétricos. Durante o século XX tais desenvolvimentos
foram aperfeiçoados.
A produção em quantidade de ferro gusa no Brasil iniciou na segunda guerra mundial (1938-
45), ocasião na qual foi criada a Companhia Siderúrgica Nacional, que contava com o primeiro
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45), ocasião na qual foi criada a Companhia Siderúrgica Nacional, que contava com o primeiro
alto-forno, como incentivo dos Estados Unidos ao apoio de Getúlio Vargas pró aliados.
A fundição consegue se destacar dos outros métodos de fabricação não só por ser um dos
primeiros, mas por ser um dos mais versáteis, principalmente quando consideramos os
diferentes formatos e tamanhos das peças que podem ser produzidas.
Ela pode ser considerada tanto um processo inicial, produzindo lingotes para forjamento e
laminação, quanto intermediário, ao produzir peças semi-acabadas que sofrerão posterior
usinagem.[a]
Vantagens e desvantagens da Fundição
A principal vantagem é conseguir, de forma econômica, peças complexas. As fundições
podem ser de materiais ferrosos ou não-ferrosos.
É um processo de fabricação inicial, porque a fundição permite obter peças com formas
praticamente definitivas, com limitações mínimas de formato, tamanho e complexidade.
Esse é o processo pelo qual é fabricado os lingotes.
E a partir do lingote é que são feitos os processos de conformação mecânica para obter
placas, chapas, perfis, etc. O processo de fundição se aplica a diversos tipos de metais,
como ferros fundidos, aços, alumínio, cobre, magnésio, zinco e respectivas ligas.
Entretanto, também existem desvantagens. Por exemplo, os aços fundidos podem
apresentar elevadas tensões residuais, zoneamento, microporosidade e variações no
tamanho dos grãos.
O resultado é uma menor resistência e ductilidade, quando comparados aos aços
resultantes de outros processos de fabricação, como a conformação a quente.
Quais são os usos da fundição? Alguns exemplos de peças fundidas: bloco do motor
de automóveis e aviões, pistões, anéis dos pistões, bases de máquina ferramenta,
rodas, peças de um forno, acessórios de tubulações e eixos de manivela.
COMO SÃO PRODUZIDAS: Matéria-prima: s peças fundidas são produzidas através de
matéria-prima de ligas metálicas ferrosas (ligas de carbono e ferro) e não-ferrosas (ligas de
alumínio, zinco, cobre e magnésio).
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Processo de fabricação de peças de fundição
Podemos resumir o processo de fabricação dessas peças por meio de fundição nas
seguintes etapas:
Criação do modelo: Consiste em fabricar um modelo com a forma aproximada da peça que
será fundida. Este modelo servirá para a construção do molde, e suas dimensões precisam
prever a contração do metal quando ele se solidificar, além de um eventual sobremetal para
posterior usinagem da peça. Geralmente é produzido em madeira, alumínio, aço, resina
plástica e até isopor.
 Produção do molde: É o dispositivo em qual o metal fundido é inserido para se obter a peça
desejada. O molde é feito de material refratário, composto de areia e aglomerante. Esse
material é moldado sobre o modelo, e depois de retirado, deixa uma cavidade com a forma da
peça que será fundida.
Produção dos machos: O macho é um dispositivo, também produzido de areia, com a
finalidade de dar forma aos vazios, furos e reentrâncias da peça. Eles são utilizados nos
moldes antes que eles sejam fechados para receber o metal líquido.
Fusão: Essa é a etapa em que ocorre a fusão do metal.
“A fusão da liga é uma importante etapa do processo de fundição porque está diretamente
relacionada à qualidade da peça fundida” (KIMINAMI; CASTRO; OLIVEIRA, 2013, p. 31).
Nesta fase deve ser rigorosamente processada a composição química, pois as propriedades e
microestrutura da peça fundida dependem dela e do processamento. E para certificar-se que
a propriedade do metal fundido a ser vazado dentro de um molde seja o especifico, é
necessário o conhecimento das composições e da pureza do material a ser utilizado.
(KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
Para Weiss (2012), o processo mais quente da fundição é a fusão, onde o metal é posto para
fundir dentro de um equipamento de fundição. E este equipamento é feito para resistir
temperaturas maiores do que a necessária para a fusão do metal.
Uma vez que se deseja diminuir a salubridade de gases no metal deve-se manter baixa a
temperatura de superaquecimento, minimizando ai o fluxo do metal fundido, diminuindo o
contato com o ar prevenindo a formação de porosidade. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA,
2013).
De acordo com Kiminame, Castro e Oliveira (2013), existem alguns processos que ajudam na
remoção dos gases dissolvidos do metal fundido antes do vazamento. Desgaseificação a
vácuo é uma deles, o metal fundido é posto em uma ambiente com baixa pressão e o gás
dissolvido no metal tende a sair para estabelecer o equilíbrio com o ambiente. A outra trata-se
da introdução de bolhas de gases inerte ou reativo entre o metal fundido , causando a
redução de gases dissolvidos. A outra técnica é fazer com os gases dissolvidos reaja com
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redução de gases dissolvidos. A outra técnica é fazer com os gases dissolvidos reaja com
alguma coisa que resulte em um composto de baixa densidade e que flote no metal fundido,
podendo se removido na superfície juntamente com a escória.
Na utilização de sucatas torna-se critica o processo da questão de controle da composição
química e muita das vezes envolve análise química de amostra do metal fundido antes do
vazamento. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
Vazamento: É o enchimento do molde com o metal líquido.
É uma etapa crítica no processo de fundição, após a etapa de fusão o metal fundido está
pronto para ser vazado por meio do sistema de canais e na cavidade do molde. E para que
esta etapa finalize tudo correto é preciso que o metal atinja todas as regiões do molde antes
da solidificação. (GROOVER, 2014).
“A propriedade do metal em fluir e preencher o molde é conhecida como fluidez” (KIMINAMI;
CASTRO; OLIVEIRA, 2013, p. 34).
Vai depender da composição química da liga, temperatura de fusão, intervalo de solidificação
e também do superaquecimento (é quando o metal está acima da sua temperatura de fusão)
a sua fluidez. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
De acordo com Groover (2014) há fatores existentes que possam afetar a operação de
vazamento que são temperatura de vazamento, velocidade de vazamentoe turbulência.
Temperatura de vazamento, é a temperatura do metal fundido no momento em que seja
vazado em um molde e é determinada pelo superaquecimento a ser utilizada no processo. O
superaquecimento deve ser bem especificado, pois com a temperatura baixa pode fazer com
que o metal se solidifique sem que preencha o molde completamente ou se estiver com
temperatura excessivamente alta pode trazer diversos tipos de problemas e desvantagens,
tipo, aumento de salubridade de gases no metal, gerando bolhas e porosidade, aumento do
consumo de energia na produção, aumento de reação do metal com o molde e possibilidade
de aumento de fluxo turbulento do metal fundido durante o preenchimento do molde que
podendo aprisionar ar dentro do metal e do molde. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
A vazão na qual o metal fundido é despejado no molde denomina-se de taxa de vazamento.
Por tanto, se a taxa for muito lenta o metal para de fluir e não completa a cavidade, já se a
taxa for muito alta causa turbulência e consequentemente ocasiona diversos problemas. A
turbulência no escoamento do fluido é caracterizado por variações erráticas na magnitude e
deve ser evitada pois é agitado e irregular ao invés de ser suave e continuo. A turbulência
pode agravar erosão do molde e desgastes gradual da superfície do molde devido ao impacto
do fluxo do metal, e consequentemente afetando a geometria da peça a ser fundida.
(GROOVER, 2014).
O sistema de alimentação é uma etapa que possibilita a distribuição do metal na cavidade de
um molde sem turbulência e preenchimento total, minimizando os efeitos de erosão, a
oxidação do metal e aprisionamento de gases na cavidade do molde. (KIMINAME; CASTRO;
OLIVEIRA, 2013).
Para garantir a sanidade de uma peça a ser fundida não é apenas construída uma cavidade
no molde, mas várias outras partes no molde constituído por um sistema de alimentação, e na
figura é possível ver um sistema de alimentação para fundição.
Figura - Sistema de alimentação para uma fundição
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Figura - Sistema de alimentação para uma fundição
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
Desmoldagem: Depois de determinado período de tempo no qual a peça se solidifica dentro
do molde, e que depende do tipo de peça, do metal (ou liga metálica) e do tipo de molde, ela
é retirada do molde (desmoldagem) através de processos mecânicos ou manualmente.
Rebarbação: É a remoção dos canais de alimentação, rebarbas e massalotes que são
formados no decorrer da fundição. A rebarbação é feita quando a peça chega a temperaturas
próximas às do ambiente.
Limpeza: É necessária pois a peça apresenta uma série de incrustações da areia
utilizada na produção do molde. Normalmente ela é feita através de jatos abrasivos.
Esta sequência de etapas é geralmente seguida no processo de fundição por gravidade
em areia, que é o mais usado. Um exemplo bastante comum de produto que é fabricado
através desse processo é o bloco dos motores de automóveis e caminhões. 
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Quais são os tipos de fundição?
Diagrama 1 – Classi-cação dos principais processos de fundição[b][c]
Fonte:https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-
fundicao
Fundição por gravidade: Basicamente conta com a força gravitacional para ajudar no
preenchimento e solidificação das peças metálicas. O uso de moldes de areia, para isso, se
tornou bastante popular, pois são econômicos e simples de serem fabricados.
Essa economia vem do reaproveitamento dessa areia, depois de peneirada, chegando a até
98% de reciclagem. Isso demonstra sua grande capacidade de produção e reaproveitamento.
Para alcançar a precisão no acabamento, o forno precisa ser adequado à técnica escolhida e
aos metais ou ligas usados. O controle de temperatura e tempo precisa ser precisamente
respeitado.
Fundição em areia: É o processo mais simples e mais usado em fundições hoje em dia. Na
fundição de areia, é necessário realizar a compactação de uma mistura refratária plástica
(areia de fundição).
Esta mistura é realizada com compostos que servirão para a fabricação do molde e formação
da peça. Os compostos podem variar de acordo com a necessidade de acabamento e o tipo
de areia escolhida.
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Os moldes feitos com areia seca, por exemplo, possibilitam um acabamento superficial e são
mais permeáveis comparado aos de areia verde. Por sua vez, os moldes em areia verde são
mais baratos, pois se tratam de argila, areia silicosa e água.
Nos dois casos, após as cavidades dos moldes serem produzidas, o metal irá vazar no
interior, dando forma ao modelo marcado na areia.
Fundição em molde permanente: Têm partes permanentes e partes temporárias, que
podem ser quebradas depois da solidificação do fundido. Os moldes permanentes devem ser
constituídos com um metal que tenha ponto de fusão maior comparado ao metal da peça a
ser produzida.
Por conta do seu elevado custo, esses moldes geralmente são feitos apenas para produção
de peças em série, porque um único molde é capaz de produzir até 100 mil peças.
Embora seja um número alto, não é possível utilizar esse método em todos os tipos de
fundição de metais, pois seu uso é limitado aos metais com temperatura de fusão mais baixas
do que o ferro e o aço.
Fundição por centrifugação: Processo de fundição em que são fabricadas as peças
cilíndricas ou simétricas, e consiste em vazar o metal líquido em um molde que fará o
movimento de rotação. A força centrífuga, que resulta da rotação do molde, obriga o metal a
entrar sob pressão. Dessa forma o metal preenche as pequenas secções, e mantém um bom
contato entre o metal e a moldação.
Como vantagens da fundição por centrifugação temos:
· Bom acabamento superficial.
· Diminuição (ou eliminação) dos sistemas de canais.
· Possível utilização de uma grande variedade de tipos metálicos.
· Solidificação direcional.
Fundição de precisão: Também pode ser nomeado como fundição por cera perdida ou micro
fusão. A precisão é a característica que difere este processo dos outros tipos de fundição. Por
causa disso, essa fundição é bastante utilizada em peças com níveis complexos de
detalhamento, como palhetas de turbina e equipamentos médicos.
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detalhamento, como palhetas de turbina e equipamentos médicos.
As vantagens desse processo de fundição são:
· Ótimo acabamento superficial, podendo dispensar a usinagem.
· Reprodução de detalhes, paredes finas.
· Peças sem linhas de partição.
· Flexibilidade de forma.
· Tolerância dimensional estreita (0,08 mm).
Também existem algumas limitações neste tipo de fundição, como por exemplo, o limite de
peso, considerando a elevação do custo e a capacidade dos equipamentos disponíveis.
Também é necessário ter um rígido controle de todas as suas etapas para garantir a precisão
almejada.
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO: No processo de fundição sob pressão o metal fundido é
injetado na cavidade do molde sob alta tensão, para garantir o preenchimento pleno do molde,
esse processo é feito em molde permanente. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
Os moldes são fabricados de aço ferramenta, que são forte e resiste a elevadas temperaturas,
sendo conhecidos com matrizes. Geralmente são construídas em duas partes, que são
fechadas no exato momento do vazamento do metal liquido, onde será bombeado em uma
cavidade da matriz sob pressão, preenchendo assim, todo o espaço e cavidade. (BALDAM;
VIEIRA, 2014).
Após serem utilizadas as matrizes são resfriadas com água, no intuito de evitar
superaquecimento, aumentar sua vida útil e evitando defeitos na peças.
A fundição sob pressão basicamente pode ser dividida em dois tipos, a de câmara fria e a de
câmara quente. “Em maquinas câmara-quente, o metal é fundido num contêiner anexo a
 máquina, e um êmbolo é usado para injetar o metal liquido sob alta pressão na matriz”.
(GROOVER, 2014, p. 128). O desgastenesse processo é uma desvantagem, pois parte do
sistema de injeção fica imersa no metal fundido , limitando em suas aplicações os metais de
baixo ponto de fusão tais como, zinco, estanho, chumbo e magnésio.
Já “em máquinas de fundição sob pressão câmara-fria, metal fundido é vazado numa câmara
não aquecida a partir de um contêiner externo contendo o metal, e um embolo é usado para
injetar metal em alta pressão” (GROOVER, 2014, p.128).
Neste processo a operação de produção é alta, mas em comparação ao método por câmara-
quente os ciclos são bem mais longos devido a transferência do metal liquido de uma fonte
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quente os ciclos são bem mais longos devido a transferência do metal liquido de uma fonte
externa até a câmara. As máquinas utilizadas nessa operação pode ser usas para fundir
metais de alto ponto de fusão como, alumínio, latão e ligas de magnésio, como os de baixo
ponto de fusão, zinco, estanho e chumbo. (GROOVER, 2014).
Neste processo as maquinas tem limitação de peça de tamanho de 5 kg a 25 kg, podendo
produzir no valar estimado de 10.000 peças. Entretanto estes processos são utilizados para
fabricar componentes de motores, caixas de transmissão, utensílios domésticos e brinquedos.
(GROOVER, 2014).
FUNDIÇÃO CONTÍNUA OU LINGOTAMENTO CONTÍNUO: De acordo com Baldam e Vieira
(2014, p. 35) “várias são as formas de se obter barras e placas fundidas (lingotadas)
continuamente”. Em produção por tonelada a de aço é inabalável, por mais que existam
inúmeras configurações de equipamento de lingotamento contínuo, a mais procurada é a
maquina curva, onde o numero de defeito é menor quando comparado com os em moldes de
areia. (BALDAM; VIEIRA, 2014).
Este processo é composto por rolos gêmeos, onde o metal líquido passa por uma válvula de
cerâmica e entre a fresta de dois rolos em giro é refrigerado com agua e se solidifica, saindo
uma tira fundida. (BALDAM; VIEIRA,2014). Segundo as afirmações de Baldam e Vieira
(2014), no Brasil utiliza-se muito maquinas de lingotamento contínuo para pequenos perfis e
placas de ligas de alumínio e cobre, para fabricar chapas de alumínio com espessuras entre 2
e 12mm.
FUNDIÇÃO NO ESTADO SEMISSÓLIDO – TIXOCONFORMAÇÃO:
“O processo de tixoconformação é uma variante da fundição sob pressão onde o metal é
conformado no estado semissólido”, afirma. (KIMINAMI; CASTRO; OLIVEIRA, p. 54).
As melhorias trazidas pela conformação dos metais no (ESS) estado semissólido são
evidentes ao ponto de vista dos esforços necessários à fabricação de peças, exibindo
propriedades mecânicas melhores quando comparados com materiais fundidos ou injetados
sob pressão, podendo ser comparado até com propriedades mecânicas de materiais forjados.
(KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
A toxiconformação tem uma alta taxa de produtividade, e propõem um tempo prolongado a
vida útil das matrizes, pois os tratamentos no ESS trabalha em temperaturas baixas ,
produzindo peças mais integras, com menos porosidade. Mas em alguns casos poderão ser
submetidas a tratamento térmico, tendo assim um rigoroso controle durante o procedimento.
(BALDAM; VIEIRA, 2014).
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SOLIDIFICAÇÃO: Após a fusão e vazamento o metal se esfria e solidifica, uma etapa
denominada solidificação, os aspectos associadas com elas são, o tempo para o metal
solidificar, contração de solidificação, solidificação direcional e projeto de massalote.
(GROOVER, 2013).
“A solidificação envolve a transformação do metal liquido novamente para o estado sólido. O
processo de solidificação difere se o metal for um elemento puro ou liga” (GROOVER, 2013,
p. 107).
Nesta etapa o processo de solidificação difere se o material for um elemento puro ou uma liga.
 SOLIDIFICAÇÃO DE METAIS PUROS: Os metais puros, solidificam a uma temperatura
constante igual a temperatura de fusão. Entre tanto a solidificação leva um tempo, chamado
de tempo de solidificação local, onde calor do fundido é transferido para o molde. Já o tempo
de solidificação total é o tempo entre de vazamento e fim da solidificação. (GROOVER, 2013).
Após o vazamento é formada uma camada de metal solido na interface com o molde devido a
extração de calor pela parede do molde, e a espessura aumenta formando uma casca em
volta do metal fundido e na medida que o fundido vai perdendo calor a solidificação só
progride em direção ao centro da cavidade. É importante examinar a formação de grãos
metálicos e seu crescimento durante a solidificação. Com o resfriamento progressivo grãos
adicionais são formados na direção contraria da transferência de calor, crescendo grãos para
o interior como agulhas ou protuberância de metal sólido, como mostrado na figura.
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Figura – Estrutura de grãos caracterizado de um metal puro fundido, mostrando camada de
grãos finos orientados próximos à parede do molde, e grãos colunares grosseiros orientados
ao centro do fundido.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
O crescimento dendrito ocorre tanto no processo de solidificação de metais puros quanto de
ligas metálicas. Os grãos resultantes desse crescimento são os grãos colunares grosseiros
que se alinham em direção ao centro do fundido.
SOLIDIFICAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS: “A maioria das ligas solidifica numa faixa de
temperatura ao invés de numa única temperatura” (GROOVER, 2013, p. 108).
A solidificação tem inicio quando a temperatura cai, e a temperatura liquidus é completada
quando a temperatura solidus é alcançada. No inicio da solidificação uma parede fina solida é
formada devido ao grande gradiente de temperatura na superfície, crescendo em orientação a
parede do molde, podendo ser bem explicado na figura.
Figura – Estrutura de grãos característica de uma liga fundida, mostrando segregação dos
componentes de liga na região central do fundido.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
No nível microscópio, a composição química varia ao longo da peça fundida, são mais ricas
num dado de componentes as regiões que solidificam primeiro, as partes mais próximas das
paredes do molde que é onde há transferência de calor, quando a solidificação ocorre na
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paredes do molde que é onde há transferência de calor, quando a solidificação ocorre na
parte central o metal liquido estará empobrecido naquele elemento de liga , ocorrendo uma
segregação geral ao longo da seção transversal, sendo denominada segregação de lingote.
(Groover, 2013).
CONTRAÇÃO DE SOLIDIFICAÇÃO: A contração ocorre durante o resfriamento do fundido, e
acontece em três etapas, sendo elas contração do líquido durante o resfriamento e
solidificação, contração durante a transformação de fase do líquido para o sólido e contração
térmica do fundido solidificado durante seu resfriamento até temperatura ambiente.
Em todos os metais praticamente existe contração, pois a fase sólida tem massa específica
maior que no estado líquido e a transformação de estado que acompanha a solidificação
causa a redução no volume por unidade de massa do metal. A compensação de contração da
solidificação é obtida de diversas formas, dependendo da operação da fundição. No processo
de fundição em areia a contração é suprida por massalotes, já na fundição sob pressão o
metal é aplicado sob pressão.
TÉCNICAS E PROCESSAMENTOS NA FUNDIÇÃO
MODELAGEM: A primeira etapa da fundição é a modelagem que muitas das vezes são feitas
artesanalmente e onde se utiliza o desenho técnico da peça a ser fabricada.
“Consiste em projetar a peças a ser fundida, levando em conta os fenômenos que ocorrem na
solidificação do metal no interior do molde, de modo a evitar que os defeitos que aparecem
nas peças solidificadas” (CHIAVERINI, 1914, p. 9).
No processo de modelagem ou modelação permite construir uma réplica das peças que seja
fundida, tendo a finalidade de imprimir as formas e dimensões das peças no molde de
fundição e composto pelo modelo da peça, modelodos canais de alimentação e modelo dos
massalotes (BALDAM; VIEIRA, 2013).
MODELO: O modelo será utilizado para construir o molde sendo uma peça padrão. Deve ser
escolhido um material de fácil para sua obtenção e fácil usinagem e deve ser levado em conta
o tamanho e geometria idêntica da peça que se deseja fabricar. Utiliza-se diversos materiais
para a sua construção, tais como, aço, alumínio, madeira, isopor e resina. (WEISS, 2012).
MOLDAGEM: Esta é uma etapa importante, é onde realiza o molde, o recipiente onde o metal
fundido será vazado no estado líquido. No molde existe uma cavidade quem tem o formato da
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peça que se deseja fabricar e cada tipo deve ser escolhido de acordo a necessidade e o tipo
de processo da fundição.
TIPOS DE MOLDE DOS PRINCIPAIS PROCESSOS:“Recipiente onde o metal fundido será
despejado para que se obtenha a peça desejada. É feito de material refratário obtido a partir
do modelo que, depois de retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça” (MORO;
AURAS, 2007 p. 7).
MOLDE DE FUNDIÇÃO EM MOLDE DE AREIA: Molde de areia é o mais tradicional
utilizado na fundição, que consiste no posicionamento do modelo na areia para obter o
formato geométrico da peça a ser fundida no molde. (BALDAM; VIEIRA, 2014).
Figura – Representação da sequência de operação na fundição em areia
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
A peça assim obtida deve ser usinada para a retirada de massalotes, sistema de alimentação
e acertos dimensionais de furos. Muitas das vezes é submetida a tratamento térmico para a
melhoria de suas propriedades mecânicas. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013)
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MOLDE EM FUNDIÇÃO DE PRECISÃO: Através desse processo é possível uma produção
em massa de forma complexa que não são capazes de serem feitos em outros processos
convencionais, tendo acabamento praticamente final. No entanto apresenta algumas
limitações, como a peça não poder exceder 5 Kg. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
Tendo seus processos bem explicados na Figura .
Figura – Ilustração das principais etapas do processo de fundição de precisão.
Fonte : https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-
fundicao
O processo utiliza-se um molde cerâmico feito pelo revestimento consumível de cera com
argamassa refrataria que endurece ao ser aquecida, assim o modelo de cera é fundido e a
cera escorre deixando uma cavidade com formato da peça formando o molde. (KIMINAME;
CASTRO; OLIVEIRA, 2013).
MOLDE DE FUNDIÇÃO EM MOLDES PERMANENTES POR GRAVIDADE: Segundo
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MOLDE DE FUNDIÇÃO EM MOLDES PERMANENTES POR GRAVIDADE: Segundo
Kiminame, Castro e Oliveira (2013, p. 46) “o molde é uma matriz formada por partes que
permitem o fechamento e a abertura rápida e precisa. A cavidade do molde é usina”.
Sendo explicado na figura.
Figura
– Ilustração do processo de fundição por gravidade em molde permanente.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-
fundicao
O metal é fundido e vazado dentro do molde pré-aquecido, logo após a solidificação o molde é
aberto e retira-se o fundido, com um bom acabamento superficial.
Ainda em concordância com Kiminame, Castro e Oliveira (2013) com as vantagens, este tipo
de molde tem a capacidade de ser usado até 250.000 vezes com boa precisão dimensional,
tendo uma taxa de produção em até 5 a 100 conjunto por hora.
4.2.1.4 MOLDE DE FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
Os moldes nesse processo podem ser feitos em aço-ferramenta, sem refrigerado por agua e é
composto por duas partes, a fixa e móvel, permitindo fechamento e abertura de modo
automatizado. (KIMINAME; CASTRO; OLIVEIRA, 2013). Ciclo sendo explicado na figura.
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Figura – Ciclo de fundição sob pressão em câmara-fria e câmara-quente
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
A figura ilustra dois tipos de processos dentro da fundição sob pressão, e para Kiminame,
Castro e Oliveira (2013), o metal fundido é vazado sob pressão e é mantida durante a
solidificação que em seguida é aberto e o fundido extraído do molde. Levando em conta que
este processo tem o alto custo do molde e o tamanho limitado pela as maquinas são de 5 kg
até 25 kg.
MOLDE DE FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA: Para Groove (2014, p. 131), “a centrifugação se
refere a diversos métodos de fundição nos quais o molde é girado a elevadas velocidades, de
modo que a força centrifuga distribui o metal fundido às regiões periféricas da cavidade da
matriz”.
Assim descreve-se o processo usando moldes tubulares, sendo a fundição por centrífuga,
onde será explicado na figura.
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Figura – Esquema para a fundição centrífuga.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
A figura mostra o processo de fundição centrífuga é representado em duas vistas, onde
mostra o metal fundido vazado numa extremidade do molde giratório. O metal começa a ser
vazado quando o molde começa a girar e sua alta rotação faz com que o fundido tome a
forma da cavidade do molde através da força centrífuga.
MOLDE DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA OU LINGOTAMENTO CONTÍNUO: São várias as
possibilidades de obter barras e placas fundidas continuamente. Segundo Baldam e
Vieira (2014) a maquina mais utilizada para o processo de lingotamento contínuo é a
máquina de curva. As lingotadeiras são feitas de cobre para evitar que metal grude e
são oscilante. (BALDAM; VIEIRA, 2014). Os tipos esquemáticos sendo explicados na
figura .
Figura – Esquemática dos tipos de máquinas de lingotamento contínuo.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
A figura mostra várias configurações de equipamento de lingotamento contínuo para aços,
onde o processo tem mínima concentração de escória e defeitos de estrutura e em
comparação com processo por areia esse processo tem incidência de defeitos menor.
(BALDAM; VIEIRA, 2014).
MOLDE DE FUNDIÇÃO NO ESTADO SEMISSÓLIDO-TIXOCONFORMAÇÃO: Nesse
processo o metal fundido é posto para vazar por um bico situado no fundo do cadinho
e na Figura 10 mostra os processos e a forma de aplicação do fundido, onde que se
Fundição: o que é e como func…
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e na Figura 10 mostra os processos e a forma de aplicação do fundido, onde que se
aplica uma rapa de resfriamento, no outro uma rampa de resfriamento simples, outra
com injeção direta e injeção simples.(BALDAM; VIEIRA, 2014). Tendo os processos
explicado na figura.
Figura - Novos processos de Tixoconformação.
Fonte : https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-
fundicao
Para Baldam e Oliveira (2014), a “tixoconformação é uma tecnologia que ganhou destaque
como alternativa aos processos convencionais de fundição sob pressão e forjamento”. No
entanto ele apresenta algumas vantagens e desvantagens.
Este processo tem uma alta produtividade, aumenta a vida útil das matrizes devido a tralhar
em temperatura baixa em comparação aos convencionais, maior rendimento, peça integra
com menos porosidade além de apresentar excelente resistência a fadiga. Entretanto
apresenta algumas desvantagens, como custo elevado de material de partida, custo alto para
os equipamentos de processos. (BALDAM; VIEIRA, 2014).
PRINCIPAIS FORNOS DE FUNDIÇÃO: Para a obtenção de liga metálica ou metal liquido é
necessário um forno de fundição, onde eles podem ser mais de um tipo de classificação, e
são separados pela fonte de energia sendo elétrica ou a combustão e pelo modo operacional,
sendo cadinho, indução entre outros.
FORNO CUBILÔ: O forno cubilô são utilizados para a fusão de ferro fundido, embora existem
outros meios. É um forno cilíndrico vertical com bica de vazamento perto da base, sendo
formado por uma grande carcaça de aço revestido por refratário. (GROOVER, 2014).
Segundo Baldam e Vieira (2014,p. 260), “o combustível utilizado é o coque, e a combustão é
acelerada por injeção de ar, que pode ser fria ou quente e, algumas vezes, enriquecida por
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oxigênio”. O revestimento pode ser ácido, básico ou neutro.
Nas fundições que precisam de grandes quantidades de fundidos utilizam-se os fornos
cubilôs, pois eles operam o dia inteiro, sendo o seguinte para reparos, podendo produzir de
poucas toneladas dia de muitas toneladas dia. (BALDAM; VIEIRA, 2014).
Figura- Forno cubilô empregado para ferro fundido.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
O procedimento do forno destinou-se primeiro com a combustão do coque liberando o calor
necessário para a fusão e o superaquecimento do metal. Na porta de carregamento introduz a
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necessário para a fusão e o superaquecimento do metal. Na porta de carregamento introduz a
matéria prima metálica alternando com a carga coque, e aplica o fundente para a retirada de
impurezas sob a forma de escória. Em seguida o metal líquido sai pela bica de sangria e a
escória pela bica de escória. (BALDAM; VIEIRA, 2014).
FORNO CADINHO: De acordo Groover (2014), esse tipo de forno são chamados de
fornos indiretos a combustão, devido ele fundir o metal sem contato direto com o
combustível.
Figura – Três tipos de forno cadinho. (a) removível (b) fixo (c) basculante.
Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-mecanica/processo-de-fundicao
Esses fornos são fabricados com material refratário ou em aço-liga resistente a alta
temperatura. No cadinho removível, o cadinho é colocado no forno e aquecido para fundir a
carga metálica e em seguida o cadinho é retirado do forno sendo usado como panela de
vazamento. Nos outros dois, fixo e basculante o forno é fixo, mas a remoção do material
fundido é o que difere no caso do cadinho fixo(b) o metal liquido é removido do contêiner, já
no cadinho basculante(c) o conjunto é basculado é usado como o vazamento. (GROOVER,
2014).
O forno cadinho pode possuir capacidade de poucos a toneladas, mas o predomínio deles são
de 1.000 kg, sendo eles comum na fundição, pois seu custo é baixo.(BALDAM; VIEIRA,
2014). E em concordância com Groover (2014), os fornos cadinho são utilizados para fundir
materiais não ferrosos como, alumínio, bronze, latão e ligas de zinco.[d]
 
[a]MUDEI DE LUGAR!!
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[a]MUDEI DE LUGAR!!
[b]novo
[c]REFERENCIA
[d]NOVO
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